WO2024004767A1 - 検査方法、検査システム、及び抗原検査用素子 - Google Patents

検査方法、検査システム、及び抗原検査用素子 Download PDF

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WO2024004767A1
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sample
antigen
testing
pair
testing element
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PCT/JP2023/022816
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English (en)
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Inventor
勝 井上
範昭 大藪
Original Assignee
株式会社東陽テクニカ
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance

Definitions

  • the present disclosure relates to a testing method, testing system, and antigen testing element for testing the presence or absence of an antigen that may be contained in a specimen.
  • Patent Document 1 discloses that a triangular wave voltage signal is applied between the first electrode and the second electrode in a state where a liquid is sealed in a measurement container that includes a first electrode and a second electrode. , discloses a method for measuring impurity ions in a liquid by detecting a current signal flowing through the liquid in response to application.
  • Patent Document 1 has a problem in that it is not possible to test for the presence or absence of an antigen that may be contained in a specimen.
  • the present disclosure provides a testing method, a testing system, and an antigen testing element that can test for the presence or absence of an antigen that may be contained in a specimen.
  • an inspection method includes a sample in which a specimen is mixed in a solvent, a pair of electrodes positioned so as to sandwich a space in which the sample is enclosed, and a and an insulating layer disposed on at least one of the sandwiched sides, and a pair of electrodes located between the pair of electrodes of the first testing element, and sandwiching the sample and the space in which the sample is enclosed. and an insulating layer disposed on at least one of both sides sandwiching the space, the polarity changes periodically between the pair of electrodes of the second testing element, and the polarity is periodically reversed. Apply voltage.
  • the electric current flowing through the first testing element due to the application of the voltage and the current flowing through the second testing element due to the application of the voltage are compared to detect the charged antigen in the specimen. Inspect for presence.
  • the second test element is fixed in a manner that is exposed to the sample and includes an antibody that specifically binds to the antigen, and the first test element does not include the antibody.
  • an inspection system includes a voltage application section and a measurement section.
  • the voltage application section includes a sample in which a sample is mixed in a solvent, a pair of electrodes located to sandwich a space in which the sample is sealed, and an insulating layer arranged on at least one of both sides of the space. between the pair of electrodes of the first testing element comprising: the sample and the pair of electrodes positioned so as to sandwich the space in which the sample is enclosed; and at least one of the two sides sandwiching the space.
  • a voltage whose polarity changes periodically and whose polarity is periodically reversed is applied to each of the pair of electrodes of the second testing element including an insulating layer.
  • the measuring section compares the current flowing through the first testing element due to the application of the voltage with the current flowing through the second testing element due to the application of the voltage, thereby determining the amount of charged antigen in the specimen. Inspect for presence.
  • the second test element is fixed in a manner that is exposed to the sample and includes an antibody that specifically binds to the antigen, and the first test element does not include the antibody.
  • an antigen testing element includes a first testing element and a second testing element.
  • the first testing element includes a sample containing a sample mixed in a solvent, a pair of electrodes located across a space in which the sample is sealed, and an insulator located on at least one of both sides of the space. and a layer.
  • the second testing element includes the sample, a pair of electrodes positioned to sandwich a space in which the sample is enclosed, and an insulating layer disposed on at least one of both sides sandwiching the space.
  • the second test element is fixed to the sample in an exposed manner and includes an antibody that specifically binds to a charged antigen in the sample, and the first test element is equipped with an antibody that specifically binds to a charged antigen in the sample. Not prepared.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an inspection system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an antigen testing element according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the inspection method according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of expected measurement results by the inspection method according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of an inspection system according to a modification of the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an inspection system 100 according to an embodiment.
  • the testing method and testing system 100 according to the embodiment tests for the presence or absence of an antigen 40 that may be contained in a specimen.
  • a voltage is applied to a pair of electrodes 32 and 33 (described later) of the antigen test element 3 containing the specimen. By doing so, it is tested whether the sample contains antigen 40 or not.
  • the specimen is the subject's body fluid, such as the subject's saliva or the subject's nasal swab.
  • Antigen 40 is particularly a charged antigen and may include, for example, a virus.
  • the antigen 40 is assumed to be SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2), which causes coronavirus disease 2019 (COVID-19). .
  • the inspection system 100 includes a voltage application section 1 and two measurement sections 2.
  • one measurement section 2 when distinguishing between the two measurement sections 2, one measurement section 2 will be referred to as a "first measurement section 2A” and the other measurement section 2 will be referred to as a "second measurement section 2B.”
  • the antigen testing element 3 used in the testing system 100 has two elements. In the following, when distinguishing between two elements, one element will be referred to as a "first testing element 3A" and the other element will be referred to as a "second testing element 3B.”
  • the voltage application unit 1 is connected between the pair of electrodes 32 and 33 of the antigen testing element 3, and applies a voltage between the pair of electrodes 32 and 33 that changes periodically and whose polarity is reversed periodically. Apply.
  • the first end of the voltage application section 1 is connected to the electrode 32A of the first testing element 3A and the electrode 32B of the second testing element 3B.
  • the second end of the voltage applying section 1 is connected to the electrode 33A of the first testing element 3A via the first measuring section 2A, and is connected to the electrode 33A of the first testing element 3B via the second measuring section 2B. It is connected to electrode 33B.
  • the voltage application unit 1 is a function generator that generates a triangular wave voltage as a voltage that changes periodically and whose polarity is periodically reversed, and applies the generated triangular wave voltage to the first test element.
  • the voltage is applied between the pair of electrodes 32A and 33A of 3A and between the pair of electrodes 32B and 33B of the second testing element 3B.
  • the triangular wave voltage has a frequency of 1 Hz and an amplitude of ⁇ 10 V, for example. Note that the frequency and amplitude of the triangular wave voltage are only examples, and are not limited thereto.
  • the measuring unit 2 tests the presence or absence of the antigen 40 that may be contained in the sample by measuring the current flowing through the antigen testing element 3 by applying a voltage by the voltage applying unit 1.
  • the measuring section 2 includes an IV converter 21 and a voltmeter 22.
  • the IV converter 21 is connected in series with the pair of electrodes 32 and 33 of the antigen testing element 3, and converts the current flowing through the antigen testing element 3 into voltage.
  • the IV converter 21A of the first measuring section 2A is connected in series with the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A, and converts the current flowing through the first testing element 3A into a voltage.
  • the IV converter 21B of the second measuring section 2B is connected in series with the pair of electrodes 32B and 33B of the second testing element 3B, and converts the current flowing through the second testing element 3B into voltage. .
  • the voltmeter 22 measures the voltage converted by the IV converter 21. That is, the measurement unit 2 measures the current flowing through the antigen testing element 3 by measuring the voltage converted by the IV converter 21 with the voltmeter 22. Specifically, the first measuring section 2A measures the voltage converted by the IV converter 21A of the first measuring section 2A with the voltmeter 22A of the first measuring section 2A, thereby detecting the first test element 3A. Measure the current flowing through the In addition, the second measuring section 2B measures the voltage converted by the IV converter 21B of the second measuring section 2B with the voltmeter 22B of the second measuring section 2B, so that the current flowing through the second testing element 3B Measure.
  • the measurement unit 2 measures the current flowing through the antigen testing element 3 to test for the presence or absence of the antigen 40 that may be contained in the sample.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the antigen testing element 3 according to the embodiment.
  • 2(a) is a plan view of the first testing element 3A of the antigen testing elements 3
  • FIG. 2(b) is a sectional view of the first testing element 3A
  • FIG. 2C is a plan view of the second test element 3B of the antigen test elements 3
  • FIG. 2D is a cross-sectional view of the second test element 3B.
  • the first testing element 3A includes a sealing material 31 (31A), a pair of electrodes 32, 33 (32A, 33A), a pair of insulating layers 34, 35 (34A, 35A), a pair of glass substrates 36, 37 (36A, 37A), and a sample 4.
  • the second testing element 3B includes a sealing material 31 (31B), a pair of electrodes 32, 33 (32B, 33B), and a pair of insulating layers. 34, 35 (34B, 35B), a pair of glass substrates 36, 37 (36B, 37B), and a sample 4.
  • Sample 4 is prepared by mixing a sample with a solvent. Examples of the solvent include liquid crystal, xylene, or toluene.
  • the pair of electrodes 32 and 33 are both ITO (Indium Tin Oxide) electrodes, and are transparent electrodes. Note that the material forming the pair of electrodes 32 and 33 is not particularly limited.
  • One (here, upper) electrode 32 of the pair of electrodes 32, 33 is connected to one surface (here, the lower surface) of one (here, upper) glass substrate 36 of the pair of glass substrates 36, 37. is formed.
  • the other (here, lower) electrode 33 of the pair of electrodes 32, 33 is connected to one surface (here, the lower) of the other (here, lower) glass substrate 37 of the pair of glass substrates 36, 37. (upper surface).
  • the pair of insulating layers 34 and 35 are both SiN (silicon nitride) insulating films. Note that the material forming the pair of insulating layers 34 and 35 is not particularly limited.
  • One (here, upper) insulating layer 34 of the pair of insulating layers 34, 35 is one surface (here, the lower surface) of one (here, upper) electrode 32 of the pair of electrodes 32, 33. is formed.
  • the other (here, lower) insulating layer 35 of the pair of insulating layers 34, 35 is one surface (here, the lower) of the other (here, lower) electrode 33 of the pair of electrodes 32, 33. (upper surface).
  • the pair of insulating layers 34 and 35 are arranged to face each other across the space SP1 in which the sample 4 is enclosed.
  • the sealing material 31 is applied between the pair of insulating layers 34 and 35, the pair of electrodes 32 and 33, and the pair of glass substrates 36 and 37 so as to cover the space SP1. That is, the space is formed by the pair of insulating layers 34 and 35, the pair of electrodes 32 and 33, the pair of glass substrates 36 and 37, and the sealing material 31. Note that a portion of each of the pair of electrodes 32 and 33 is exposed to the outside, and the voltage application section 1 and the measurement section 2 can be electrically connected to the exposed portions via electric wires.
  • the first testing element 3A and the second testing element 3B are different in the following points. That is, in the second testing element 3B, a large number of antibodies 38 are embedded in one (here, lower) insulating layer 35B of the pair of insulating layers 34B and 35B in a manner that they are exposed to the sample 4 (fixed). In contrast, the first testing element 3A does not include the antibody 38.
  • Antibody 38 is an antibody that specifically binds to antigen 40 that may be contained in the specimen. As already mentioned, in the embodiment, the antigen 40 is assumed to be SARS coronavirus 2, which causes the new coronavirus infection. Thus, in an embodiment, antibody 38 is an antibody against the spike (S) protein present on the surface of SARS coronavirus 2.
  • a method for producing the antigen testing element 3 will be described.
  • a sample and a solvent are prepared, and the sample 4 is prepared by mixing the sample with the solvent.
  • an antigen testing element 3 with an empty space SP1 is prepared, and the prepared sample 4 is sealed within the antigen testing element 3.
  • a part of the prepared sample 4 is enclosed in the first testing element 3A, and the rest of the sample 4 is enclosed in the second testing element 3B.
  • two injection ports (not shown) are formed in the region of the antigen testing element 3 where the sealing material 31 is applied.
  • the prepared sample 4 is sealed into the antigen testing element 3 from at least one of these two injection ports using capillary action.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the inspection method according to the embodiment.
  • FIG. 3 also includes the step of producing the antigen test element 3 described above
  • the test method according to the embodiment includes the step of producing the antigen test element 3 (steps S1 and S2 described later). does not need to be included.
  • sample 4 is prepared by mixing the specimen with a solvent (step S1).
  • the produced sample 4 is enclosed in the antigen testing element 3 in which the space SP1 is empty, thereby producing the antigen testing element 3 in which the sample 4 is enclosed (step S2).
  • a first testing element 3A and a second testing element 3B each containing a sample 4 are manufactured.
  • a voltage (here, triangular wave voltage) is applied between the pair of electrodes 32 and 33 of the antigen testing element 3 by the voltage applying unit 1 (step S3).
  • the voltage application unit 1 simultaneously applies a voltage between the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A and between the pair of electrodes 32B and 33B of the second testing element 3B.
  • the measurement unit 2 measures the current flowing between the pair of electrodes 32 and 33 of the antigen testing element 3 (step S4).
  • the first measuring section 2A measures the current flowing between the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A.
  • the second measurement unit 2B measures the current flowing between the pair of electrodes 32B and 33B of the second testing element 3B.
  • step S5 based on the current measured by the measurement unit 2, the presence or absence of the antigen 40 (here, SARS coronavirus 2) that may be contained in the sample is tested (step S5).
  • the presence or absence of the antigen 40 that may be contained in the sample is tested.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of expected measurement results by the inspection method according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a graph of voltage V (time) vs. current I plot (VI curve ) is a diagram showing an example.
  • the vertical axis represents the current flowing through the pair of electrodes 32, 33 and the antigen testing element 3 (unit: "A"), and the horizontal axis represents the voltage applied between the pair of electrodes 32, 33 (unit: “A”).
  • V the solid line represents the measurement result assumed for the first test element 3A
  • the broken line represents the measurement result assumed for the second test element 3B.
  • a peak of the displacement current (a portion protruding from the parallelogram-shaped graph) occurs in the first testing element 3A.
  • the peak of this displacement current occurs because the antigen 40 has an electric charge and thus moves in the solvent in response to the applied voltage like ions.
  • the peak of the displacement current does not exist or hardly occurs. This is considered to be because the antigen 40 specifically binds to the antibody 38, making it impossible to move within the solvent regardless of the applied voltage.
  • the measurement result of the current flowing through the first testing element 3A and the measurement result of the current flowing through the second testing element 3B are compared, and if the difference in displacement current is equal to or greater than the threshold value, If this occurs, it can be determined that the sample contains antigen 40.
  • the difference in displacement current is not greater than the threshold value, in other words, if there is almost no difference in displacement current, it can be determined that the antigen 40 is not contained in the sample.
  • Document 1 is “Kazuki Iwabata et al 2013 Jpn. J. Appl. Phys. 52 097301”. Document 1 shows that DNA, like ions, moves in a solvent depending on the applied voltage.
  • Document 2 is “Virus testing using ionic current nanopores and machine learning, Mayu Tsutsui, Takashi Washio, Tomoji Kawai, Japan Society of Applied Physics, June 19, 2020.” Document 2 shows that viruses, like ions, move within a solvent depending on the applied voltage. Note that Document 2 is disclosed at URL: https://www.jsap.or.jp/columns-covid19/covid19#4-3-2.
  • PCR tests can test for the presence of SARS coronavirus 2 with relatively high accuracy, there is a problem in that the time required for testing is relatively long.
  • qualitative antigen tests can be performed in a shorter time than PCR tests (about 5 minutes), they have a problem in that they are less accurate than PCR tests for detecting the presence of SARS coronavirus 2.
  • the CLEIA method can perform a test in about 30 minutes, which is a short time compared to a PCR test, and can test for the presence of SARS coronavirus 2 with the same accuracy as a PCR test. There are problems in that the time required for the test is longer than that, and the equipment used for the test is expensive, making it difficult to perform the test easily.
  • the testing method and testing system 100 by adding innovation to the cell (testing element) used in conventional displacement current measurement, the virus, and eventually the charged antigen, can be detected by displacement current measurement. It is possible to detect it by Therefore, the test method and test system 100 according to the embodiment can test for the presence or absence of antigen 40 with relatively high accuracy, and in a shorter time than the above-mentioned PCR test, qualitative antigen test, and CLEIA method.
  • the advantage is that the inspection can be done in a short amount of time.
  • the inspection method and inspection system 100 according to the embodiment also have the advantage that inspection can be performed more easily than the CLEIA method.
  • the antigen test element 3 has the first test element 3A and the second test element 3B as mutually separated elements, but the present invention is not limited to this.
  • the first test element 3A and the second test element 3B may be configured as one antigen test element 3C that shares the space SP1 in which the sample 4 is enclosed.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of an inspection system 100A according to a modification of the embodiment.
  • the test system 100A shown in FIG. 5 differs from the test system 100 according to the embodiment only in that the antigen test element 3 used is an antigen test element 3C.
  • the antigen testing element 3C is constructed by connecting a first testing element 3A and a second testing element 3B to each other.
  • one electrode 32A of the pair of electrodes 32A, 33A of the first test element 3A, and one electrode 32B of the pair of electrodes 32B, 33B of the second test element 3B. is configured as one common electrode 32C.
  • a large number of antibodies 38 are embedded in a portion of the lower insulating layer corresponding to the insulating layer 35B, but no antibodies 38 are embedded in other portions. .
  • the antibody 38 is not embedded in any part of the upper insulating layer 34C.
  • the sample 4 is enclosed. This method has the advantage of making tests easier to perform since the time and effort required to prepare elements for antigen tests can be saved.
  • the number of lower electrodes that is, the electrodes connected to the measurement section 2 is not limited to two, but may be three or more.
  • the number of the second testing elements 3B is not limited to one, but may be plural.
  • the plurality of second test elements 3B may each include different types of antibodies.
  • the antigen test element 3C includes two second test elements 3B
  • one second test element 3B includes a first antibody that specifically binds to the first antigen
  • the other second test element 3B includes a first antibody that specifically binds to the first antigen.
  • the second test element 3B may include a second antibody that specifically binds to the second antigen.
  • different measurement units 2 are connected to the electrodes 33B of the two second test elements 3B.
  • the antibody 38 is embedded in the lower insulating layer 35B of the pair of insulating layers 34B and 35B of the second testing element 3B, but the invention is not limited thereto.
  • the antibody 38 may be embedded in the insulating layer 34B above the second testing element 3B, or the antibody 38 may be embedded in both the insulating layers 34B and 35B.
  • the antibody 38 is immobilized by being embedded in the insulating layer 35B, but the invention is not limited thereto. That is, the antibody 38 may be fixed to the sample 4 in a manner that is exposed to the sample 4, even if the antibody 38 is not embedded in the insulating layer 35B.
  • the antigen testing element 3 includes a pair of insulating layers 34 and 35, but is not limited thereto.
  • the antigen testing element 3 only needs to include at least the insulating layer on the side that does not include the antibody 38 (here, the insulating layer 34) among the pair of insulating layers 34 and 35.
  • the first testing element 3A includes only the insulating layer 34A of the pair of insulating layers 34A and 35A
  • the second testing element 3B includes only the insulating layer 35B of the pair of insulating layers 34B and 35B. Good too.
  • the number is not limited to this.
  • the number of measurement units 2 may be one.
  • the current is measured simultaneously for the first testing element 3A and the second testing element 3B, but the current is simultaneously measured for the first testing element 3A and the second testing element 3B. It is not necessary to do this.
  • the measuring part 2 is connected to the electrode 33A of the first testing element 3A to measure the current flowing through the first testing element 3A, and then the measuring part 2 is connected to the electrode 33B of the second testing element 3B.
  • the current flowing through the second test element 3B may be measured by connecting the two test elements.
  • the test method and test system 100 test for the presence or absence of the antigen 40 in the specimen, but the present invention is not limited thereto.
  • the test method and test system 100 detect the sample based on the difference between the current flowing through the first test element 3A and the current flowing through the second test element 3B.
  • the amount of antigen 40 contained in the sample may be measured. For example, when the measurement results shown in FIG.
  • the area of the peak that protrudes from the parallelogram-shaped graph in the measurement results of the first test element 3A and the parallelism in the measurement results of the second test element 3B are It is possible to measure the amount of antigen 40 contained in the specimen by calculating the difference between the area of the peak and the area of the peak protruding from the quadrilateral graph.
  • the sample 4 in which a sample is mixed in a solvent and the pair of electrodes 32A and 33A positioned across the space SP1 in which the sample 4 is enclosed.
  • the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A which includes insulating layers 34A and 35A disposed on at least one of both sides sandwiching the space SP1
  • the sample 4 and the sample 4 between the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A, which includes insulating layers 34A and 35A disposed on at least one of both sides sandwiching the space SP1, and between the sample 4 and the sample 4.
  • a pair of electrodes of the second testing element 3B which includes a pair of electrodes 32B, 33B located so as to sandwich the space SP1 therebetween, and an insulating layer 34B, 35B arranged on at least one of both sides sandwiching the space SP1.
  • a voltage that changes periodically and whose polarity is periodically reversed is applied to each of 32B and 33B (step S3).
  • the charged antigen 40 in the specimen is detected.
  • the presence or absence is checked (steps S4, S5).
  • the second test element 3B is fixed in an exposed manner to the sample 4 and includes an antibody 38 that specifically binds to the antigen 40, and the first test element 3A includes an antibody 38. do not have.
  • the step of applying a voltage between the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A, and the step of applying a voltage between the pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3B is performed in parallel.
  • the first testing element 3A and the second testing element 3B share the space SP1 in which the sample 4 is enclosed. It is configured as one antigen testing element 3C.
  • One common electrode 32A of the pair of electrodes 32A, 33A of the first testing element 3A and one electrode 32B of the pair of electrodes 32B, 33B of the second testing element 3B are It is configured as an electrode 32C.
  • the time and effort required to prepare the antigen test element containing the sample 4 is reduced. This has the advantage of making inspection easier.
  • the current flowing through the first testing element 3A and The amount of antigen 40 contained in the specimen is further measured based on the difference between the current flowing through the second test element 3B and the current flowing through the second test element 3B.
  • the antigen 40 is a virus.
  • the antigen 40 is SARS coronavirus 2 in the fifth aspect.
  • the inspection system 100 includes a voltage application section 1 and a measurement section 2.
  • the voltage application unit 1 is configured to apply a sample 4 in which a sample is mixed with a solvent, a pair of electrodes 32A and 33A located across a space SP1 in which the sample 4 is sealed, and at least one of the opposite sides sandwiching the space SP1.
  • a pair of electrodes 32B located between a pair of electrodes 32A and 33A of the first testing element 3A including insulating layers 34A and 35A arranged therebetween, and sandwiching the sample 4 and the space SP1 in which the sample 4 is enclosed.
  • the measurement unit 2 determines the presence or absence of the charged antigen 40 in the specimen by comparing the current flowing through the first testing element 3A due to the application of voltage and the current flowing through the second testing element 3B due to the application of voltage. inspect.
  • the second test element 3B is fixed in an exposed manner to the sample 4 and includes an antibody 38 that specifically binds to the antigen 40, and the first test element 3A includes an antibody 38. do not have.
  • the antigen testing element 3 includes a first testing element 3A and a second testing element 3B.
  • the first testing element 3A includes a sample 4 in which a sample is mixed with a solvent, a pair of electrodes 32A and 33A located across a space SP1 in which the sample 4 is sealed, and at least one of the electrodes 32A and 33A located on both sides of the space SP1. It includes insulating layers 34A and 35A arranged on one side.
  • the second testing element 3B includes a sample 4, a pair of electrodes 32B and 33B located across a space SP1 in which the sample 4 is enclosed, and an insulator disposed on at least one of both sides sandwiching the space SP1. It includes layers 34B and 35B.
  • the second test element 3B is fixed to the sample 4 in an exposed manner and includes an antibody 38 that specifically binds to the charged antigen 40 in the sample, and the first test element 3A is Antibody 38 is not provided.
  • the first testing element 3A and the second testing element 3B share the space SP1 in which the sample 4 is enclosed. It is configured as one antigen testing element 3C.
  • One common electrode 32A of the pair of electrodes 32A, 33A of the first testing element 3A and one electrode 32B of the pair of electrodes 32B, 33B of the second testing element 3B are It is configured as an electrode 32C.
  • the time and effort required to prepare the antigen test element containing the sample 4 is reduced. This has the advantage of making inspection easier.
  • the present disclosure can be applied, for example, to a method and system for testing the presence or absence of an antigen that may be contained in a specimen.

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Abstract

検査方法では、溶媒に検体を混ぜた試料（４）と、試料（４）が封入される空間（ＳＰ１）を挟むように位置する一対の電極（３２Ａ，３３Ａ）を備える第１検査用素子（３Ａ）の一対の電極（３２Ａ，３３Ａ）間、及び、試料（４）と、試料（４）が封入される空間（ＳＰ１）を挟むように位置する一対の電極（３２Ｂ，３３Ｂ）を備える第２検査用素子（３Ｂ）の一対の電極（３２Ｂ，３３Ｂ）間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する。また、検査方法では、電圧の印加により第１検査用素子（３Ａ）を流れる電流と、電圧の印加により第２検査用素子（３Ｂ）を流れる電流とを比較することにより、検体における抗原（４０）の有無を検査する。第２検査用素子（３Ｂ）は、試料（４）に露出する形で固定され、かつ、抗原（４０）と特異的に結合する抗体（３８）を備えており、第１検査用素子（３Ａ）は、抗体（３８）を備えていない。

Description

検査方法、検査システム、及び抗原検査用素子
　本開示は、検体に含まれ得る抗原の有無を検査する検査方法、検査システム、及び抗原検査用素子に関する。
　特許文献１には、第１の電極と、第２の電極とを具備する測定容器に液体が封入された状態で、第１の電極と第２の電極との間に三角波電圧信号を印加し、印加に伴って液体を流れる電流信号を検出することで、液体の不純物イオンを測定する方法が開示されている。
国際公開第２０１９／１６７１８６号
　上記特許文献１に開示の技術では、検体に含まれ得る抗原の有無を検査することができないという課題がある。
　そこで、本開示は、検体に含まれ得る抗原の有無を検査することのできる検査方法、検査システム、及び抗原検査用素子を提供する。
　上記の目的を達成するために、本開示の一態様に係る検査方法では、溶媒に検体を混ぜた試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第１検査用素子の前記一対の電極間、及び、前記試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第２検査用素子の前記一対の電極間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する。前記検査方法では、前記電圧の印加により前記第１検査用素子を流れる電流と、前記電圧の印加により前記第２検査用素子を流れる電流とを比較することにより、前記検体における電荷を有する抗原の有無を検査する。前記第２検査用素子は、前記試料に露出する形で固定され、かつ、前記抗原と特異的に結合する抗体を備えており、前記第１検査用素子は、前記抗体を備えていない。
　また、上記の目的を達成するために、本開示の一態様に係る検査システムは、電圧印加部と、測定部と、を備える。前記電圧印加部は、溶媒に検体を混ぜた試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第１検査用素子の前記一対の電極間、及び、前記試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第２検査用素子の前記一対の電極間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する。前記測定部は、前記電圧の印加により前記第１検査用素子を流れる電流と、前記電圧の印加により前記第２検査用素子を流れる電流とを比較することにより、前記検体における電荷を有する抗原の有無を検査する。前記第２検査用素子は、前記試料に露出する形で固定され、かつ、前記抗原と特異的に結合する抗体を備えており、前記第１検査用素子は、前記抗体を備えていない。
　また、上記の目的を達成するために、本開示の一態様に係る抗原検査用素子は、第１検査用素子と、第２検査用素子と、を備える。前記第１検査用素子は、溶媒に検体を混ぜた試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える。前記第２検査用素子は、前記試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える。前記第２検査用素子は、前記試料に露出する形で固定され、かつ、前記検体における電荷を有する抗原と特異的に結合する抗体を備えており、前記第１検査用素子は、前記抗体を備えていない。
図１は、実施の形態に係る検査システムの構成を示す概要図である。 図２は、実施の形態に係る抗原検査用素子を示す概要図である。 図３は、実施の形態に係る検査方法の一例を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態に係る検査方法による想定される測定結果の一例を示す図である。 図５は、実施の形態の変形例に係る検査システムの構成を示す概要図である。
　以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
　（実施の形態）
　まず、実施の形態に係る検査方法及び検査システムについて説明する。図１は、実施の形態に係る検査システム１００の構成を示す概要図である。実施の形態に係る検査方法及び検査システム１００は、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査する。具体的には、実施の形態に係る検査方法及び検査システム１００では、検体を含む抗原検査用素子３について、抗原検査用素子３が有する一対の電極３２，３３（後述する）に電圧を印加することにより、検体に抗原４０が含まれているか否かを検査する。
　検体は、被検者の体液であって、例えば被検者の唾液、又は被検者の鼻腔ぬぐい液等である。抗原４０は、特に電荷を有する抗原であって、例えばウイルス等を含み得る。実施の形態では、抗原４０は、新型コロナウイルス感染症（Coronavirus Disease 2019：ＣＯＶＩＤ－１９）の原因となるＳＡＲＳコロナウイルス２（Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2：ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）を想定している。
　検査システム１００は、図１に示すように、電圧印加部１と、２つの測定部２と、を備えている。以下では、２つの測定部２を区別する場合、一方の測定部２を「第１測定部２Ａ」、他方の測定部２を「第２測定部２Ｂ」という。また、実施の形態では、検査システム１００で用いられる抗原検査用素子３は、２つの素子を有している。以下では、２つの素子を区別する場合、一方の素子を「第１検査用素子３Ａ」、他方の素子を「第２検査用素子３Ｂ」という。
　電圧印加部１は、抗原検査用素子３の有する一対の電極３２，３３間に接続されており、一対の電極３２，３３間に周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する。実施の形態では、電圧印加部１の第１端は、第１検査用素子３Ａの電極３２Ａ及び第２検査用素子３Ｂの電極３２Ｂに接続されている。また、電圧印加部１の第２端は、第１測定部２Ａを介して第１検査用素子３Ａの電極３３Ａに接続され、かつ、第２測定部２Ｂを介して第２検査用素子３Ｂの電極３３Ｂに接続されている。
　実施の形態では、電圧印加部１は、ファンクションジェネレータであって、周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧として三角波電圧を生成し、生成した三角波電圧を第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａ間、及び第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂ間に印加する。三角波電圧は、一例として周波数が１Ｈｚ、振幅が±１０Ｖである。なお、三角波電圧の周波数及び振幅はいずれも一例であり、これに限定されない。
　測定部２は、電圧印加部１による電圧の印加により抗原検査用素子３を流れる電流を測定することにより、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査する。実施の形態では、測定部２は、Ｉ－Ｖコンバータ２１と、電圧計２２と、を備えている。
　Ｉ－Ｖコンバータ２１は、抗原検査用素子３の一対の電極３２，３３と直列に接続されており、抗原検査用素子３に流れる電流を電圧に変換する。具体的には、第１測定部２ＡのＩ－Ｖコンバータ２１Ａは、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａと直列に接続されており、第１検査用素子３Ａに流れる電流を電圧に変換する。また、第２測定部２ＢのＩ－Ｖコンバータ２１Ｂは、第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂと直列に接続されており、第２検査用素子３Ｂに流れる電流を電圧に変換する。
　電圧計２２は、Ｉ－Ｖコンバータ２１により変換された電圧を計測する。つまり、測定部２は、Ｉ－Ｖコンバータ２１により変換された電圧を電圧計２２で計測することにより、抗原検査用素子３に流れる電流を計測する。具体的には、第１測定部２Ａは、第１測定部２ＡのＩ－Ｖコンバータ２１Ａにより変換された電圧を第１測定部２Ａの電圧計２２Ａで計測することにより、第１検査用素子３Ａに流れる電流を計測する。また、第２測定部２Ｂは、第２測定部２ＢのＩ－Ｖコンバータ２１Ｂにより変換された電圧を第２測定部２Ｂの電圧計２２Ｂで計測することにより、第２検査用素子３Ｂに流れる電流を計測する。
　そして、詳しくは後述するが、測定部２は、抗原検査用素子３に流れる電流を測定することにより、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査する。
　図２は、実施の形態に係る抗原検査用素子３を示す概要図である。図２の（ａ）は、抗原検査用素子３のうちの第１検査用素子３Ａの平面図であって、図２の（ｂ）は、第１検査用素子３Ａの断面図である。図２の（ｃ）は、抗原検査用素子３のうちの第２検査用素子３Ｂの平面図であって、図２の（ｄ）は、第２検査用素子３Ｂの断面図である。
　第１検査用素子３Ａは、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、シール材３１（３１Ａ）と、一対の電極３２，３３（３２Ａ，３３Ａ）と、一対の絶縁層３４，３５（３４Ａ，３５Ａ）と、一対のガラス基板３６，３７（３６Ａ，３７Ａ）と、試料４と、で構成されている。また、第２検査用素子３Ｂは、図２の（ｃ）、（ｄ）に示すように、シール材３１（３１Ｂ）と、一対の電極３２，３３（３２Ｂ，３３Ｂ）と、一対の絶縁層３４，３５（３４Ｂ，３５Ｂ）と、一対のガラス基板３６，３７（３６Ｂ，３７Ｂ）と、試料４と、で構成されている。試料４は、溶媒に検体を混ぜることで作製される。溶媒は、例えば液晶、キシレン、又はトルエン等である。
　一対の電極３２，３３は、いずれもＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）電極であって、透明電極である。なお、一対の電極３２，３３を構成する材料は、特に限定されない。一対の電極３２，３３のうちの一方（ここでは、上方）の電極３２は、一対のガラス基板３６，３７のうちの一方（ここでは、上方）のガラス基板３６の一面（ここでは、下面）に形成されている。また、一対の電極３２，３３のうちの他方（ここでは、下方）の電極３３は、一対のガラス基板３６，３７のうちの他方（ここでは、下方）のガラス基板３７の一面（ここでは、上面）に形成されている。
　一対の絶縁層３４，３５は、いずれもＳｉＮ（シリコンナイトライド）絶縁膜である。なお、一対の絶縁層３４，３５を構成する材料は特に限定されない。一対の絶縁層３４，３５のうちの一方（ここでは、上方）の絶縁層３４は、一対の電極３２，３３のうちの一方（ここでは、上方）の電極３２の一面（ここでは、下面）に形成されている。また、一対の絶縁層３４，３５のうちの他方（ここでは、下方）の絶縁層３５は、一対の電極３２，３３のうちの他方（ここでは、下方）の電極３３の一面（ここでは、上面）に形成されている。一対の絶縁層３４，３５は、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟んで対向して配置されている。
　シール材３１は、上記空間ＳＰ１を覆うように、一対の絶縁層３４，３５、一対の電極３２，３３、及び一対のガラス基板３６，３７の間に塗布される。つまり、一対の絶縁層３４，３５、一対の電極３２，３３、一対のガラス基板３６，３７、及びシール材３１により上記空間が形成される。なお、一対の電極３２，３３の各々の一部は外部に露出しており、露出した部位に電圧印加部１及び測定部２が電線を介して電気的に接続可能となっている。
　第１検査用素子３Ａと第２検査用素子３Ｂとは、以下の点で相違する。すなわち、第２検査用素子３Ｂでは、一対の絶縁層３４Ｂ，３５Ｂのうちの一方（ここでは、下方）の絶縁層３５Ｂに多数の抗体３８が試料４に露出する形で埋め込まれている（固定されている）のに対して、第１検査用素子３Ａでは、抗体３８を備えていない。抗体３８は、検体に含まれ得る抗原４０に特異的に結合する抗体である。既に述べたように、実施の形態では、抗原４０は、新型コロナウイルス感染症の原因となるＳＡＲＳコロナウイルス２を想定している。したがって、実施の形態では、抗体３８は、ＳＡＲＳコロナウイルス２の表面に存在するスパイク（Ｓ）タンパク質に対する抗体である。
　以下、抗原検査用素子３の作製方法について説明する。まず、検体及び溶媒を用意し、溶媒に検体を混ぜることで、試料４を作製する。次に、空間ＳＰ１が空の抗原検査用素子３を用意し、作製した試料４を抗原検査用素子３内に封入する。実施の形態では、作製した試料４の一部を第１検査用素子３Ａ内に封入し、試料４の残りを第２検査用素子３Ｂ内に封入する。ここで、抗原検査用素子３においてシール材３１が塗布された領域には、２つの注入口（図示せず）が形成されている。作製した試料４は、これら２つの注入口の少なくとも一方から抗原検査用素子３内へと毛細管現象を利用して封入される。以上の工程を経ることで、試料４が封入された抗原検査用素子３を作製することが可能である。
　＜方法＞
　以下、実施の形態に係る検査システム１００の動作、つまり検査方法について図３を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る検査方法の一例を示すフローチャートである。図３においては、上述の抗原検査用素子３を作製する工程も含まれているが、実施の形態に係る検査方法には、抗原検査用素子３を作製する工程（後述するステップＳ１，Ｓ２）は含まれていなくてよい。
　まず、検体を溶媒に混ぜることで、試料４を作製する（ステップＳ１）。次に、作製した試料４を空間ＳＰ１が空の抗原検査用素子３に封入することにより、試料４が封入された抗原検査用素子３を作製する（ステップＳ２）。ここでは、試料４がそれぞれ封入された第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂを作製する。
　次に、電圧印加部１により抗原検査用素子３の一対の電極３２，３３間に電圧（ここでは、三角波電圧）を印加する（ステップＳ３）。ここでは、電圧印加部１により、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａ間、及び第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂ間に電圧を同時に印加する。
　次に、測定部２により抗原検査用素子３の一対の電極３２，３３間に流れる電流を測定する（ステップＳ４）。ここでは、第１測定部２Ａにより、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａ間に流れる電流を測定する。また、第２測定部２Ｂにより、第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂ間に流れる電流を測定する。
　そして、測定部２により測定した電流に基づいて、検体に含まれ得る抗原４０（ここでは、ＳＡＲＳコロナウイルス２）の有無を検査する（ステップＳ５）。ここでは、第１測定部２Ａにより測定した電流と、第２測定部２Ｂにより測定した電流とを比較することにより、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査する。
　以下、検体に含まれ得る抗原４０の具体的な検査方法について図４を用いて説明する。図４は、実施の形態に係る検査方法による想定される測定結果の一例を示す図である。図４は、抗原検査用素子３の一対の電極３２，３３間に三角波電圧を印加した場合に流れる変位電流を測定して得られる電圧Ｖ（時間）対電流Ｉプロットのグラフ（Ｖ－Ｉ曲線）の一例を示す図である。図４において、縦軸が一対の電極３２，３３及び抗原検査用素子３に流れる電流（単位は「Ａ」）を、横軸が一対の電極３２，３３間に印加される電圧（単位は「Ｖ」）を表している。また、図４において、実線は第１検査用素子３Ａについて想定される測定結果、破線は第２検査用素子３Ｂについて想定される測定結果を表している。
　図４の実線に示すように、第１検査用素子３Ａにおいては、変位電流のピーク（平行四辺形状のグラフから突出する部分）が生じている。この変位電流のピークは、抗原４０が電荷を有しているため、抗原４０がイオンと同様に印加電圧に応じて溶媒内を移動することに起因して生じる。一方、図４の破線に示すように、第２検査用素子３Ｂにおいては、変位電流のピークが存在しないか、又は殆ど生じていない。これは、抗原４０が抗体３８に特異的に結合することで、印加電圧に依らず溶媒内を移動できなくなるためであると考えられる。
　したがって、実施の形態に係る検査方法では、第１検査用素子３Ａに流れる電流の測定結果と、第２検査用素子３Ｂに流れる電流の測定結果とを比較し、変位電流に閾値以上の差が生じている場合、検体に抗原４０が含まれている、と判定することができる。一方、比較の結果、変位電流に閾値以上の差が生じていない場合、言い換えれば変位電流に殆ど差が生じていない場合、検体に抗原４０が含まれていない、と判定することができる。
　なお、電荷を有する抗原４０がイオンと同様に印加電圧に応じて溶媒内を移動することについての知見は、以下に示す文献１，２に開示されている。文献１は、『Kazuki Iwabata et al 2013 Jpn. J. Appl. Phys. 52 097301』である。文献１には、ＤＮＡがイオンと同様に印加電圧に応じて溶媒内を移動することが示されている。文献２は、『イオン電流　ナノポアと機械学習を用いたウイルス検査，筒井真楠，鷲尾隆，川合知二，公益社団法人　応用物理学会，2020年6月19日』である。文献２には、ウイルスがイオンと同様に印加電圧に応じて溶媒内を移動することが示されている。なお、文献２は、URL：https://www.jsap.or.jp/columns-covid19/covid19#4-3-2に開示されている。
　＜利点＞
　以下、実施の形態に係る検査方法及び検査システム１００の利点について、従来のウイルスの検査方法との比較を交えて説明する。従来、新型コロナウイルス感染症の原因となるＳＡＲＳコロナウイルス２の検査方法としては、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction：ポリメラーゼ連鎖反応）検査、簡易キットを用いた定性抗原検査、又は化学発光酵素免疫測定（Chemiluminescent enzyme immunoassay：ＣＬＥＩＡ）法等が知られている。
　ＰＣＲ検査は、比較的高い精度でＳＡＲＳコロナウイルス２の有無を検査できる一方、検査に要する時間が比較的長い、という問題がある。定性抗原検査は、５分程度とＰＣＲ検査と比較して短時間で検査を行うことができる一方、ＰＣＲ検査と比較してＳＡＲＳコロナウイルス２の有無を検査する精度が低い、という問題がある。ＣＬＥＩＡ法は、３０分程度とＰＣＲ検査と比較して短時間で検査を行うことができ、かつ、ＰＣＲ検査と同等の精度でＳＡＲＳコロナウイルス２の有無を検査することができる一方、定性抗原検査と比較して検査に要する時間が長く、検査に用いる装置が高価であり簡便に検査を行うことが難しい、という問題がある。
　これに対して、実施の形態に係る検査方法及び検査システム１００では、従前の変位電流測定で用いられるセル（検査用素子）に工夫を加えることで、ウイルス、ひいては電荷を有する抗原を変位電流測定により検出することが可能である。したがって、実施の形態に係る検査方法及び検査システム１００では、比較的高い精度で抗原４０の有無を検査することができ、かつ、上記のＰＣＲ検査、定性抗原検査、及びＣＬＥＩＡ法と比較して短時間で検査を行うことができる、という利点がある。また、実施の形態に係る検査方法及び検査システム１００では、ＣＬＥＩＡ法と比較して簡便に検査を行うことができる、という利点もある。
　（変形例）
　以上、本開示に係る検査方法及び検査システム１００について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施した形態、又は実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲内に含まれる。
　実施の形態では、抗原検査用素子３は、第１検査用素子３Ａと、第２検査用素子３Ｂとを互いに分離した素子として有していたが、これに限られない。例えば、図５に示すように、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂは、試料４が封入される空間ＳＰ１を共用する１つの抗原検査用素子３Ｃとして構成されていてもよい。図５は、実施の形態の変形例に係る検査システム１００Ａの構成を示す概要図である。なお、図５に示す検査システム１００Ａは、使用する抗原検査用素子３が抗原検査用素子３Ｃである点のみ、実施の形態に係る検査システム１００と相違する。
　抗原検査用素子３Ｃは、図５に示すように、第１検査用素子３Ａと第２検査用素子３Ｂとを互いに連結した形で構成されている。抗原検査用素子３Ｃでは、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａのうちの一方の電極３２Ａと、第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂのうちの一方の電極３２Ｂとは、１つの共通電極３２Ｃとして構成されている。また、抗原検査用素子３Ｃでは、下方に位置する絶縁層のうち、絶縁層３５Ｂに相当する部位においては多数の抗体３８が埋め込まれているが、その他の部位においては抗体３８が埋め込まれていない。また、抗原検査用素子３Ｃでは、上方に位置する絶縁層３４Ｃは、いずれの部位においても抗体３８は埋め込まれていない。
　上述の抗原検査用素子３Ｃを用いて検査を行う場合、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂが互いに分離した素子を用いて検査を行う場合と比較して、試料４を封入した抗原検査用の素子を準備する手間が省けるため、検査が行いやすくなる、という利点がある。
　なお、抗原検査用素子３Ｃにおいては、下方の電極、すなわち測定部２に接続される電極は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。
　また、抗原検査用素子３Ｃにおいては、第２検査用素子３Ｂは１つに限らず、複数であってもよい。そして、複数の第２検査用素子３Ｂは、それぞれ互いに異なる種類の抗体を備えていてもよい。例えば、抗原検査用素子３Ｃが２つの第２検査用素子３Ｂを備えている場合、一方の第２検査用素子３Ｂは、第１抗原と特異的に結合する第１抗体を備え、他方の第２検査用素子３Ｂは、第２抗原と特異的に結合する第２抗体を備えていてもよい。また、この場合、２つの第２検査用素子３Ｂの電極３３Ｂには、それぞれ互いに異なる測定部２が接続される。このように抗原検査用素子３Ｃを構成した場合、１度の電流の測定により、試料４に複数種類の抗原４０のうちのいずれの抗原４０が含まれているかを検査することが可能である。
　実施の形態では、第２検査用素子３Ｂの一対の絶縁層３４Ｂ，３５Ｂのうちの下方の絶縁層３５Ｂに抗体３８が埋め込まれているが、これに限られない。例えば、第２検査用素子３Ｂの上方の絶縁層３４Ｂに抗体３８が埋め込まれていてもよいし、両方の絶縁層３４Ｂ，３５Ｂに抗体３８が埋め込まれていてもよい。
　実施の形態では、抗体３８は、絶縁層３５Ｂに埋め込まれることで固定されているが、これに限られない。すなわち、抗体３８は、絶縁層３５Ｂに埋め込む以外の手段であっても、試料４に露出する形で固定されていればよい。
　実施の形態では、抗原検査用素子３は、一対の絶縁層３４，３５を備えているが、これに限られない。例えば、抗原検査用素子３は、一対の絶縁層３４，３５のうち少なくとも抗体３８を備えていない側の絶縁層（ここでは、絶縁層３４）を備えていればよい。つまり、第１検査用素子３Ａは一対の絶縁層３４Ａ，３５Ａのうちの絶縁層３４Ａのみを、第２検査用素子３Ｂは一対の絶縁層３４Ｂ，３５Ｂのうちの絶縁層３５Ｂのみを備えていてもよい。
　実施の形態では、測定部２は２つずつであったが、これに限られない。例えば、測定部２は、１つであってもよい。言い換えれば、実施の形態では、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂについて同時に電流の測定を行っていたが、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂについて同時に電流の測定を行わなくてもよい。この場合、まず第１検査用素子３Ａの電極３３Ａに測定部２を接続して第１検査用素子３Ａを流れる電流の測定を行い、その後、第２検査用素子３Ｂの電極３３Ｂに測定部２を接続して第２検査用素子３Ｂを流れる電流の測定を行えばよい。
　実施の形態では、検査方法及び検査システム１００は、検体における抗原４０の有無を検査しているが、これに限られない。例えば、検査方法及び検査システム１００は、検体に抗原４０が含まれている場合に、第１検査用素子３Ａを流れる電流と、第２検査用素子３Ｂを流れる電流との差分に基づいて、検体に含まれる抗原４０の量を測定してもよい。例えば、図４に示すような測定結果が得られた場合、第１検査用素子３Ａの測定結果において平行四辺形状のグラフから突出するピークの面積と、第２検査用素子３Ｂの測定結果において平行四辺形状のグラフから突出するピークの面積との差分を算出することにより、検体に含まれる抗原４０の量を測定することが可能である。
　（まとめ）
　以上述べたように、本開示の第１の態様に係る検査方法では、溶媒に検体を混ぜた試料４と、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟むように位置する一対の電極３２Ａ，３３Ａと、当該空間ＳＰ１を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層３４Ａ，３５Ａとを備える第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａ間、及び、試料４と、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟むように位置する一対の電極３２Ｂ，３３Ｂと、当該空間ＳＰ１を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層３４Ｂ，３５Ｂとを備える第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂ間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する（ステップＳ３）。また、この検査方法では、電圧の印加により第１検査用素子３Ａを流れる電流と、電圧の印加により第２検査用素子３Ｂを流れる電流とを比較することにより、検体における電荷を有する抗原４０の有無を検査する（ステップＳ４、Ｓ５）。そして、第２検査用素子３Ｂは、試料４に露出する形で固定され、かつ、抗原４０と特異的に結合する抗体３８を備えており、第１検査用素子３Ａは、抗体３８を備えていない。
　これによれば、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査することができる、という利点がある。
　また、本開示の第２の態様に係る検査方法では、第１の態様において、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａ間に電圧を印加するステップと、第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂ間に電圧を印加するステップとは、並行して行われる。
　これによれば、これらのステップを順に行う場合と比較して、抗原の有無を検査するために要する時間を短縮することができる、という利点がある。
　また、本開示の第３の態様に係る検査方法では、第１又は第２の態様において、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂは、試料４が封入される空間ＳＰ１を共用する１つの抗原検査用素子３Ｃとして構成されている。そして、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａのうちの一方の電極３２Ａと、第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂのうちの一方の電極３２Ｂとは、１つの共通電極３２Ｃとして構成されている。
　これによれば、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂが互いに分離した素子を用いて検査を行う場合と比較して、試料４を封入した抗原検査用の素子を準備する手間が省けるため、検査が行いやすくなる、という利点がある。
　また、本開示の第４の態様に係る検査方法では、第１～第３のいずれか１つの態様において、検体に抗原４０が含まれている場合に、第１検査用素子３Ａを流れる電流と、第２検査用素子３Ｂを流れる電流との差分に基づいて、検体に含まれる抗原４０の量を更に測定する。
　これによれば、検体に含まれている抗原４０の量を測定することができる、という利点がある。
　また、本開示の第５の態様に係る検査方法では、第１～第４のいずれか１つの態様において、抗原４０は、ウイルスである。
　これによれば、検体に含まれ得るウイルスの有無を検査することができる、という利点がある。
　また、本開示の第６の態様に係る検査方法では、第５の態様において、抗原４０は、ＳＡＲＳコロナウイルス２である。
　これによれば、検体に含まれ得る新型コロナウイルス感染症の原因となるＳＡＲＳコロナウイルス２の有無を検査することができる、という利点がある。
　また、本開示の第７の態様に係る検査システム１００は、電圧印加部１と、測定部２と、を備える。電圧印加部１は、溶媒に検体を混ぜた試料４と、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟むように位置する一対の電極３２Ａ，３３Ａと、当該空間ＳＰ１を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層３４Ａ，３５Ａとを備える第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａ間、及び、試料４と、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟むように位置する一対の電極３２Ｂ，３３Ｂと、当該空間ＳＰ１を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層３４Ｂ，３５Ｂとを備える第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂ間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する。測定部２は、電圧の印加により第１検査用素子３Ａを流れる電流と、電圧の印加により第２検査用素子３Ｂを流れる電流とを比較することにより、検体における電荷を有する抗原４０の有無を検査する。そして、第２検査用素子３Ｂは、試料４に露出する形で固定され、かつ、抗原４０と特異的に結合する抗体３８を備えており、第１検査用素子３Ａは、抗体３８を備えていない。
　これによれば、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査することができる、という利点がある。
　また、本開示の第８の態様に係る抗原検査用素子３は、第１検査用素子３Ａと、第２検査用素子３Ｂと、を備える。第１検査用素子３Ａは、溶媒に検体を混ぜた試料４と、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟むように位置する一対の電極３２Ａ，３３Ａと、当該空間ＳＰ１を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層３４Ａ，３５Ａとを備える。第２検査用素子３Ｂは、試料４と、試料４が封入される空間ＳＰ１を挟むように位置する一対の電極３２Ｂ，３３Ｂと、当該空間ＳＰ１を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層３４Ｂ，３５Ｂとを備える。そして、第２検査用素子３Ｂは、試料４に露出する形で固定され、かつ、検体における電荷を有する抗原４０と特異的に結合する抗体３８を備えており、第１検査用素子３Ａは、抗体３８を備えていない。
　これによれば、抗原検査用素子３を用いることで、検体に含まれ得る抗原４０の有無を検査することができる、という利点がある。
　また、本開示の第９の態様に係る抗原検査用素子３では、第８の態様において、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂは、試料４が封入される空間ＳＰ１を共用する１つの抗原検査用素子３Ｃとして構成されている。そして、第１検査用素子３Ａの一対の電極３２Ａ，３３Ａのうちの一方の電極３２Ａと、第２検査用素子３Ｂの一対の電極３２Ｂ，３３Ｂのうちの一方の電極３２Ｂとは、１つの共通電極３２Ｃとして構成されている。
　これによれば、第１検査用素子３Ａ及び第２検査用素子３Ｂが互いに分離した素子を用いて検査を行う場合と比較して、試料４を封入した抗原検査用の素子を準備する手間が省けるため、検査が行いやすくなる、という利点がある。
　本開示は、例えば検体に含まれ得る抗原の有無を検査する方法及びシステムに適用することが可能である。
　１　電圧印加部
　２　測定部
　２Ａ　第１測定部
　２Ｂ　第２測定部
　２１、２１Ａ、２１Ｂ　Ｉ－Ｖコンバータ
　２２、２２Ａ、２２Ｂ　電圧計
　３、３Ｃ　抗原検査用素子
　３Ａ　第１検査用素子
　３Ｂ　第２検査用素子
　３１、３１Ａ、３１Ｂ　シール材
　３２、３２Ａ、３２Ｂ、３３、３３Ａ、３３Ｂ　電極
　３２Ｃ　共通電極
　３４、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３５、３５Ａ、３５Ｂ　絶縁層
　３６、３６Ａ、３６Ｂ、３７、３７Ａ、３７Ｂ　ガラス基板
　３８　抗体
　４　試料
　４０　抗原
　１００、１００Ａ　検査システム

Claims (9)

  1. 　溶媒に検体を混ぜた試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第１検査用素子の前記一対の電極間、及び、
    　前記試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第２検査用素子の前記一対の電極間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加し、
    　前記電圧の印加により前記第１検査用素子を流れる電流と、前記電圧の印加により前記第２検査用素子を流れる電流とを比較することにより、前記検体における電荷を有する抗原の有無を検査し、
    　前記第２検査用素子は、前記試料に露出する形で固定され、かつ、前記抗原と特異的に結合する抗体を備えており、前記第１検査用素子は、前記抗体を備えていない、
    　検査方法。
  2. 　前記第１検査用素子の前記一対の電極間に前記電圧を印加するステップと、前記第２検査用素子の前記一対の電極間に前記電圧を印加するステップとは、並行して行われる、
    　請求項１に記載の検査方法。
  3. 　前記第１検査用素子及び前記第２検査用素子は、前記試料が封入される空間を共用する１つの抗原検査用素子として構成されており、
    　前記第１検査用素子の前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記第２検査用素子の前記一対の電極のうちの一方の電極とは、１つの共通電極として構成されている、
    　請求項１又は２に記載の検査方法。
  4. 　前記検体に前記抗原が含まれている場合に、前記第１検査用素子を流れる電流と、前記第２検査用素子を流れる電流との差分に基づいて、前記検体に含まれる前記抗原の量を更に測定する、
    　請求項１又は２に記載の検査方法。
  5. 　前記抗原は、ウイルスである、
    　請求項１又は２に記載の検査方法。
  6. 　前記抗原は、ＳＡＲＳコロナウイルス２である、
    　請求項５に記載の検査方法。
  7. 　溶媒に検体を混ぜた試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第１検査用素子の前記一対の電極間、及び、
    　前記試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第２検査用素子の前記一対の電極間のそれぞれに周期的に変化し、かつ、周期的に極性が反転する電圧を印加する電圧印加部と、
    　前記電圧の印加により前記第１検査用素子を流れる電流と、前記電圧の印加により前記第２検査用素子を流れる電流とを比較することにより、前記検体における電荷を有する抗原の有無を検査する測定部と、を備え、
    　前記第２検査用素子は、前記試料に露出する形で固定され、かつ、前記抗原と特異的に結合する抗体を備えており、前記第１検査用素子は、前記抗体を備えていない、
    　検査システム。
  8. 　溶媒に検体を混ぜた試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第１検査用素子と、
    　前記試料と、前記試料が封入される空間を挟むように位置する一対の電極と、当該空間を挟む両側のうちの少なくとも一方に配置される絶縁層とを備える第２検査用素子と、を備え、
    　前記第２検査用素子は、前記試料に露出する形で固定され、かつ、前記検体における電荷を有する抗原と特異的に結合する抗体を備えており、前記第１検査用素子は、前記抗体を備えていない、
    　抗原検査用素子。
  9. 　前記第１検査用素子及び前記第２検査用素子は、前記試料が封入される空間を共用する１つの抗原検査用素子として構成されており、
    　前記第１検査用素子の前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記第２検査用素子の前記一対の電極のうちの一方の電極とは、１つの共通電極として構成されている、
    　請求項８に記載の抗原検査用素子。
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